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    1．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系．两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值．
    如图是探究过程中某次实验时装置的状态．
    （1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持A相同．
    A．ω和r    B．ω和m　  C．m和r　  D．m和F
    （2）图中所示是在研究向心力的大小F与C的关系．
    A．质量m    B．半径r　  C．角速度ω
    （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为B．
    A.1：3　    B.3：1　   C.1：9     D.9：1
    （4）该实验最终得到的“向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r“之间的关系表达式：F=mω2r．

    分析 该实验采用控制变量法，F=mω2r图中抓住角速度不变、半径不变，研究向心力与质量的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合v=rω，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比．

    解答 解：（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．
    故选：A．
    （2）图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系．
    故选：C．
    （3）根据F=mω2r，两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v=rω，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3：1．
    故选：B．
    （4）向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系表达式为F=mω2r．
    故答案为：（1）A； （2）C； （3）B；（4）F=mω2r．

    点评 本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等．

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